本實(shí)用新型屬于樁基結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,特別是8字形旋挖樁定位器。
背景技術(shù):
抵抗水平推力的樁基結(jié)構(gòu)截面形式現(xiàn)行使用的有圓形和矩形。同體積的圓形樁比矩形樁的抗彎剛度小得多,且矩形樁采用非對稱布置鋼筋,圓形樁采用對稱布置鋼筋,所以圓形樁的鋼筋用量比矩形樁的大得多,總成本也高很多。然而,矩形樁僅能依靠人工挖孔成型,存在安全隱患,特別是遇到流沙淤泥等不良土質(zhì),很多地區(qū)已經(jīng)嚴(yán)格限制使用人工挖孔灌注樁。因此,研究一種受力情況和矩形樁相似、能實(shí)現(xiàn)機(jī)械施工成孔、提高安全和降低工程造價(jià)的旋挖樁非常必要,而其須配套使用定位器以保證施工質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種定位準(zhǔn)確、能減少誤差、保證旋挖樁的垂直度和平整度、提高旋挖樁質(zhì)量和施工效率、結(jié)構(gòu)簡單的8字形旋挖樁定位器。
本實(shí)用新型以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
8字形旋挖樁定位器,所述定位器是由第一定位器和第二定位器通過第一螺栓3連接而成;
第一定位器包括第一外殼和第一鋼板,第一外殼為中空柱狀,其橫截面為8字形的下半環(huán);第一外殼的頂邊分別設(shè)有兩個(gè)第一螺栓孔;
第二定位器包括第二外殼,第二外殼為中空柱狀,其橫截面為8字形的上半環(huán),第二外殼的底邊分別設(shè)有兩個(gè)第二螺栓孔;第二外殼內(nèi)設(shè)有圓環(huán)結(jié)構(gòu),該圓環(huán)結(jié)構(gòu)的外環(huán)的外壁和第二外殼的內(nèi)壁之間焊接第二鋼板;該圓環(huán)結(jié)構(gòu)的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間連接有軸承;該圓環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)內(nèi)壁分別連接一個(gè)正方體結(jié)構(gòu)的四條棱邊,所述正方體結(jié)構(gòu)為中空;正方體結(jié)構(gòu)套接旋挖機(jī)的鉆桿頭部。
所述第一外殼內(nèi)設(shè)有第一鋼板,第一鋼板兩側(cè)邊分別焊接第一外殼的內(nèi)壁。
所述第一鋼板有兩塊,兩塊第一鋼板成十字交叉,每塊第一鋼板的兩側(cè)邊分別焊接第一外殼的內(nèi)壁。
所述第二外殼、圓環(huán)結(jié)構(gòu)和正方體結(jié)構(gòu)均由鋼板焊接而成。
所述鋼板厚度為8mm。
所述第二鋼板有四塊,對稱分布于圓環(huán)結(jié)構(gòu)的外環(huán)的外壁和第二外殼的內(nèi)壁之間。
所述第一定位器和第二定位器等高,高度均為300-500mm高。
本實(shí)用新型的有益效果:
本實(shí)用新型的定位器定位準(zhǔn)確、能減少誤差、保證旋挖樁的垂直度和平整度、提高旋挖樁質(zhì)量和施工效率、結(jié)構(gòu)簡單。定位器中的正方體結(jié)構(gòu)能保護(hù)價(jià)格昂貴的旋挖機(jī)鉆桿頭部,延長鉆桿頭部的壽命。使用該定位器施工的8字形旋挖樁,等面積的鋼筋混凝土樁,8字形旋挖樁的剛度是圓形樁的1.8倍;等剛度的鋼筋混凝土樁,8字形旋挖樁的抗彎強(qiáng)度比圓形樁高,可節(jié)省混凝土26%、鋼筋34%-40%,總共可節(jié)省總造價(jià)18%-22%,水平推力越大效果越明顯。
附圖說明
圖1本實(shí)用新型定位器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A向剖面圖。
圖3是圖1中第一定位器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中第二定位器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中,3_1:第一定位器,3_2:第二定位器,1:第一外殼,2:第二外殼,3:第一螺栓,4:第一鋼板,5:圓環(huán)結(jié)構(gòu),6:正方體結(jié)構(gòu),7:軸承,8:第二鋼板,9:旋挖機(jī)的鉆桿頭部,10:第二螺栓,11:第一螺栓孔,12:第二螺栓孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明,但不構(gòu)成對本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
如圖1-4所示,本實(shí)用新型8字形旋挖樁定位器,所述定位器是由第一定位器3_1和第二定位器3_2通過第一螺栓3連接而成。
第一定位器3_1包括第一外殼1和第一鋼板4,第一外殼1為中空柱狀,其橫截面為8字形的下半環(huán);第一外殼1的頂邊分別設(shè)有兩個(gè)第一螺栓孔11;第一外殼1內(nèi)設(shè)有兩塊第一鋼板4,兩塊第一鋼板4成十字交叉,每塊第一鋼板4的兩側(cè)邊分別焊接第一外殼1的內(nèi)壁。
第二定位器3_2包括第二外殼2,第二外殼2為中空柱狀,其橫截面為8字形的上半環(huán),第二外殼2的底邊分別設(shè)有兩個(gè)第二螺栓孔12,第一螺栓3通過第一螺栓孔11和第二螺栓孔12連接第一定位器3_1和第二定位器3_2;第二外殼2內(nèi)設(shè)有圓環(huán)結(jié)構(gòu)5,該圓環(huán)結(jié)構(gòu)5的外環(huán)的外壁和第二外殼2的內(nèi)壁之間對稱分布有四塊第二鋼板8,每塊第二鋼板8的兩側(cè)邊分別焊接圓環(huán)結(jié)構(gòu)5的外環(huán)的外壁和第二外殼2的內(nèi)壁。該圓環(huán)結(jié)構(gòu)5的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間連接有軸承7;正方體結(jié)構(gòu)6的四條棱邊分別焊接該圓環(huán)結(jié)構(gòu)5的內(nèi)環(huán)內(nèi)壁,正方體結(jié)構(gòu)6為中空;正方體結(jié)構(gòu)6套在旋挖機(jī)的鉆桿頭部9外,兩根第二螺栓10分別橫穿過鉆桿頭部9,第二螺栓10的兩端分別連接正方體結(jié)構(gòu)6的兩內(nèi)側(cè)壁。所述第二外殼2、圓環(huán)結(jié)構(gòu)5和正方體結(jié)構(gòu)6均由厚度為8mm的鋼板焊接而成。
所述第一定位器3_1和第二定位器3_2等高,高度均為300-500mm高。
使用本實(shí)施例的定位器旋挖8字形樁孔的步驟:
第一、按施工平面圖放線、定位,標(biāo)明樁位、編號(hào)和施工順序。8字形旋挖樁單孔的直徑D,二個(gè)樁孔的重疊弦高C;
第二、施工第一樁孔:通過旋挖、泥漿護(hù)壁成孔后,對中心位置、孔徑、孔深、垂直度進(jìn)行驗(yàn)收,合格后再進(jìn)行第二樁孔作業(yè);
第三、施工第二樁孔:第一鉆孔與第二鉆孔交接處有一臨空面,第一定位器3_1安裝在第一樁孔中,通過第一螺栓3與第二定位器3_2連接;第二定位器3_2置于第二樁孔中,通過第二螺栓10連接旋挖機(jī)的鉆桿頭部9,旋挖機(jī)工作時(shí),第一定位器3_1和第二定位器3_2組成的定位器隨著鉆桿一起往下運(yùn)動(dòng)。
第四、第二個(gè)樁孔的旋挖作業(yè)完成后,第一個(gè)樁孔和第二個(gè)樁孔組合為一個(gè)8字形的樁孔,然后卸除定位器并保養(yǎng)。8字形樁孔的中心位置、孔徑、孔深、垂直度、孔底沉渣厚度合格后,吊裝兩個(gè)相交的樁基鋼筋籠進(jìn)入8字形樁孔。最后澆筑混凝土,混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后每一根樁都需要做水平荷載和完整性的檢測。
使用本實(shí)施例的定位器定位準(zhǔn)確、能減少誤差、保證旋挖樁的垂直度和平整度、提高旋挖樁質(zhì)量和施工效率。正方體結(jié)構(gòu)6能保護(hù)價(jià)格昂貴的旋挖機(jī)鉆桿頭部9,延長鉆桿頭部9的壽命。
8字形旋挖樁使用的主要材料:
1、混凝土:因?yàn)榈叵虏糠謽恫捎眯跇妒┕ず湍酀{護(hù)壁,所以使用C25-C40水下混凝土;地上部分樁采用立?,F(xiàn)搗,使用C25-C40混凝土。
2、鋼筋:樁基鋼筋籠采用普通鋼筋HPB300,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=270N/mm2;普通鋼筋HRB400,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360N/mm2;普通鋼筋HRB500,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=435N/mm2。
結(jié)構(gòu)計(jì)算比較:
第一、比較等截面積的8字形旋挖樁和圓形旋挖樁的剛度EI。
設(shè)已知8字形旋挖樁單孔的直徑D,二個(gè)樁孔的重疊弦高C,截面積A,截面對X軸慣性矩Ix8,利用截面積相等,A=πd2/4,求出圓形旋挖樁截面的直徑d,圓形截面對X軸的慣性矩Ixo=πd4/64,同種材料的彈性模量E相等。經(jīng)過比較計(jì)算EIx8/EIxo,得出等面積的鋼筋混凝土樁,8字形旋挖樁的剛度是圓形旋挖樁的1.8倍。
第二、比較等剛度(EI)值相等情況下,8字形旋挖樁和圓形旋挖樁的強(qiáng)度及工程造價(jià)。
設(shè)已知8字形旋挖樁單孔的直徑D,二個(gè)樁孔的重疊弦高C,截面積A,截面對X軸的慣性矩Ix,剛度為EIx,圓形旋挖樁的剛度EIxo值和8字形旋挖樁的EIx8值相等,求圓形旋挖樁的直徑d,則EIxo=E*πd4/64求出d值。
分別計(jì)算8字形旋挖樁、圓形樁的內(nèi)力、配筋、位移。假設(shè)剛度相等、外部條件和物理參數(shù)同等。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)樁的懸臂長度從7米到10米時(shí),位移值大約相等,但是,8字形旋挖樁比圓形旋挖樁的受力好強(qiáng)度高,可節(jié)省混凝土26%,鋼筋34%-40%,考慮施工費(fèi)用,總共可以節(jié)省造價(jià)18%-22%。
結(jié)論:(1)等體積的鋼筋混凝土樁,8字形旋挖樁的剛度(EI)是圓形旋挖樁的1.8倍;
(2)等剛度的鋼筋混凝土樁,8字形旋挖樁的抗彎強(qiáng)度比圓形旋挖樁高,可節(jié)省混凝土26%,鋼筋34%-40%,總造價(jià)18%-22%,水平推力越大效果越明顯。